Titulo do experimento: Experimentos com alumínio

Objetivo: verificar os fatores que afetam a velocidade da reação de oxidação do alumínio em meio ácidoestudar.

Material
• 2 garrafas de PET [poli(tereftalato de etileno)]
• Papel alumínio
• 4 “anéis” de alumínio retirados de latas de bebidas
• Solução “limpa piso” (ou ácido muriático)
• Soda cáustica
• Cubos de gelo
• 2 béqueres de 250 mL
• 4 tubos de ensaio
• 2 provetas de 10 mL

Na ausência de material de laboratório, a vidraria utilizada pode ser substituída por material alternativo, como copos de vidro ou de plástico. Da mesma forma, em todas as etapas pode ser utilizada a água da torneira. A concentração de ácido clorídrico na solução “limpa piso” é de aproximadamente 5 mol/L, tendo sido previamente determinada por titulação ácido-base. Por sua vez, a solução aquosa de soda cáustica foi preparada na concentração de 4 g/L (0,1 mol/L). No caso dos anéis de alumínio, além de ser um material de fácil aquisição e conhecido pelos alunos, outra grande vantagem do seu emprego é que eles apresentam, praticamente, uniformidade de massa e volume, o que contribui para os experimentos propostos.

Procedimentos

Em dois tubos de ensaio, adiciona se quantidades iguais de solução “limpa piso” e solução aquosa de soda cáustica (0,1 mol/L). Em seguida, simultaneamente, adiciona-se um anel de alumínio em cada tubo. O volume utilizado de cada solução deve ser de aproximadamente 1/3 do volume do tubo ou o equivalente para cobrir por completo os anéis de alumínio. Em ambos os tubos, deve ser observado o consumo do metal e intensa formação de gás. Através desses experimentos, é possível comprovar o caráter anfótero do alumínio, já que na solução “limpa piso” o reagente predominante é o ácido clorídrico, enquanto na soda cáustica é o hidróxido de sódio. As equações 1 e 2 representam os fenômenos químicos a serem observados para os meios ácido e básico, respectivamente.
2Al(s) + 6HCl(aq)                         →   2AlCl₃(aq) + 3H₂(g) (1)
2Al(s) + 2NaOH(aq) +4H₂O(l)   →   2NaAlO2.2H₂O(aq) + 3H₂(g) (2)

1. A reação de oxidação do alumínio metálico em solução diluída de ácido clorídrico é um processo espontâneo (ΔG < 0). Discuta como os fatores entalpia (ΔH) e entropia (ΔS) contribuem para a espontaneidade da reação, a partir das observações experimentais e da respectiva equação química.
2. Na realização do ensaio da superfície de contato, ao se empregar o reagente comercial à temperatura ambiente, a velocidade de reação nas duas garrafas é muito próxima. Sugira uma explicação para este fato.
3. O emprego de ácido muriático seria indicado para a limpeza de uma escada de alumínio utilizada durante a pintura de uma casa?

Fonte: qnesc.sbq.org.br/online/qnesc23/a09.pdf